1. Dos objetos se encuentran en contacto térmico. Establece y explica cual de las siguientes cantidades determinara la dirección de la transferencia de energía entre los objetos.
d) La temperatura de cada objeto
Cuando dos objetos estan en contacto termico la temperatura de los objetos determinan la dirección de transferencia de un objeto a otro. La energía tiene a pasar de mayor a menor temperatura hasta que ambos objetos obtengan la temperatura de equilibrio.
2. Dos objetos estan a la misma temperatura. Explica porque ellos deben tener la misma energía interna.
3. La energía interna de un pedazo de cobre incrementa al calentarse.
a) Explica en este contexto que significa energia interna y calentamiento.
la energía interna de una sustancia hace referencia al total de energia potencial y energia cinetica aleatoria de todas las particulas en una sustancia en cuanto al cobre cuando se transfiere energía, la separacion de las particulas incrementan por lo tanto la energia potencial aumenta y al moverse mas rapido su energia cinetica aleatoria aumentara.
b) Un pedazo de cobre tiene una masa de 0,25 kg. El incremento de la energía interna del cobre es de 1.2 E3 J y su incremento en la temperatura es de 20K. Estimar el calor especifico del cobre.
m= 0,25 kg Energia Interna=1.2 x 103 J T=20K C=Q/m△T C= (1,2 x103) / (0,25kg) x (20K) C=240 J/Kg K
4. Calcular la cantidad de energia necesaria para incrementar la temperatura de 3,0kg de Hierro desde 20°C a 120°C. El calor especifico del hierro es de 490 J/Kg K
C= 490 J/Kg K
Q=mc△t
Q=(0,3Kg)(490)(120-20)
Q=14700 J
5.Calcular la energia suministrada a 0,070kg de agua contenida en un vaso de Cobre de masa 0,080kg. La temperatura del agua dentro del vaso aumenta desde 17°C hasta 25°C.
Calor especifico del agua=4200 J/Kg K
Calor especifico del cobre=390 J/Kg K
Q=mc△t
Q=Qagua +QCobre
Q=(0,07 x 4200 x 8) + (0,08 x 390 x 8)
Q=2352 + 249,6
Q=2601.6 J
6. La temperatura de diferencia entre lo que entra y lo que sale del motor de un aire acondicionado es 30,0K. el motor genera 7,0 kW de potencia . Calcular el el flujo del aire en Kg/s que se necesitan para extraer esa potencia.
7. 2,0 Kg de agua a 0°C debe cambiar a un estado solido, de Hielo. La misma masa de agua a 100°C debe ser cambiada a estado gaseoso.
Calor latente de fusion del agua= 3,34 x 105 J/Kg Calor latente de vaporización del agua= 2,26 x106 J/Kg
a) calcular la cantidad de energia que se necesita remover del agua para congelarla
Q= mL Q=2.0Kg x 3.34 x 105
668000 J
6.7 x 105 J b) calcular la cantidad de energia necesaria para evaporizar el agua
Q= mL Q= 2.0Kg x 2.26 x106
4520000J
4.5E6 J
c) explicar la diferencia entre los valores calculados en a y b
Para vaporizar el agua se es necesaria más energía que para congelara por el hecho de que para congelara se requiere que enlaces se formen mientras que derretir el agua requiere el rompimiento de esos enlaces intermoleculares lo que requiere más energía.
8. un contenedor tiene 20 gramos de neón y también 8 gramos de Helio. La masa molar del Neón es 20 gramos y la del helio es de 4 gramos
Calcular la razón del número de átomos de neón entre el número de átomos de helio.
Numero moles = 20g/20g =1 mol de neón
Numero de moles = 8g/4g= 2 mol de helio
1mol =#átomos/6.02 x1023
1mol x 6.02x 1023= 6.02x1023 átomos de neón
2 mol= #átomos / 6.02x1023
2mol x 6.02x1023 = 1.204x1024
6.02x1023/ 1.204x1024= 0.5 átomos.
9) una masa fija de un gas ideal es calentado a un volumen constante. Dibuja una grafica que muestre la variación con temperatura en Celsius t con presión p del gas
10) ¿Bajo qué condiciones la ecuación de estado para un gas ideal siendo PV=nRT, aplica para un gas real?
Los gases reales a presiones y temperaturas cercanas a las ambientales actuan como gases ideales.
La temperatura debe ser alta y presion baja.
11) a)
i) Explica la diferencia entre un gas ideal y un gas real
Los gases ideales cumplen con las leyes de los gases bajo todas las condiciones mientras que el gas real no las cumplen bajo todas las condiciones. Una de las características para que se cumplan estas leyes es tener presión baja y temperatura alta (Condiciones ambientales)
ii) explica porque la energía interna de un gas ideal solo se basa en energía cinética
La energía interna incluye tanto la energía cinética como la potencial asociadas con el movimiento molecular.
La energía interna en un gas ideal solo se basa la energía cinética debido a que la energía potencial se asocia con las fuerzas intermoleculares pero estas fuerzas no son presentes en los gases ideales. En contraste, las interacciones moleculares se basan en colisiones perfectamente elásticas entre las moléculas. Es por esto que la energía interna se basa únicamente en la energía cinética.
b) una masa fija de un gas ideal tiene un volumen de 870cm3 a una presión de 1.00 x 105 Pa y una temperatura de 20.0°C. El gas es calentado a una presión constante a una temperatura de 21.0°C
12) a) la presión p de una masa fija de un gas ideal es directamente proporcional a la temperatura en Kelvin
i) Establecer la relación entre la presión P y el volumen V para un cambio con temperatura constante
ii) Establecer la relación entre el volumen V y la temperatura en Kelvin para un cambio con presión constante
b) un gas ideal se contiene en un cilindro con un pistón movible. La presión del gas es P, el volumen V y su temperatura en Kelvin es T su presión, volumen y temperatura cambian a P2, V2 y T2 respectivamente. Establecer la relación entre a)P1, P2, T1 Y T’ b)V1,V2,T’ Y T2 c)Usa la respuesta de la b para deducir que para un gas ideal PV=KT donde K es una constante.
1. Dos objetos se encuentran en contacto térmico. Establece y explica cual de las siguientes cantidades determinara la dirección de la transferencia de energía entre los objetos.
d) La temperatura de cada objeto
Cuando dos objetos estan en contacto termico la temperatura de los objetos determinan la dirección de transferencia de un objeto a otro. La energía tiene a pasar de mayor a menor temperatura hasta que ambos objetos obtengan la temperatura de equilibrio.
2. Dos objetos estan a la misma temperatura. Explica porque ellos deben tener la misma energía interna.
3. La energía interna de un pedazo de cobre incrementa al calentarse.
a) Explica en este contexto que significa energia interna y calentamiento.
la energía interna de una sustancia hace referencia al total de energia potencial y energia cinetica aleatoria de todas las particulas en una sustancia en cuanto al cobre cuando se transfiere energía, la separacion de las particulas incrementan por lo tanto la energia potencial aumenta y al moverse mas rapido su energia cinetica aleatoria aumentara.b) Un pedazo de cobre tiene una masa de 0,25 kg. El incremento de la energía interna del cobre es de 1.2 E3 J y su incremento en la temperatura es de 20K. Estimar el calor especifico del cobre.
m= 0,25 kgEnergia Interna=1.2 x 103 J
T=20K
C=Q/m△T
C= (1,2 x103) / (0,25kg) x (20K)
C=240 J/Kg K
4. Calcular la cantidad de energia necesaria para incrementar la temperatura de 3,0kg de Hierro desde 20°C a 120°C. El calor especifico del hierro es de 490 J/Kg K
C= 490 J/Kg KQ=mc△t
Q=(0,3Kg)(490)(120-20)
Q=14700 J
5.Calcular la energia suministrada a 0,070kg de agua contenida en un vaso de Cobre de masa 0,080kg. La temperatura del agua dentro del vaso aumenta desde 17°C hasta 25°C.
Calor especifico del agua=4200 J/Kg KCalor especifico del cobre=390 J/Kg K
Q=mc△t
Q=Qagua +QCobre
Q=(0,07 x 4200 x 8) + (0,08 x 390 x 8)
Q=2352 + 249,6
Q=2601.6 J
6. La temperatura de diferencia entre lo que entra y lo que sale del motor de un aire acondicionado es 30,0K. el motor genera 7,0 kW de potencia . Calcular el el flujo del aire en Kg/s que se necesitan para extraer esa potencia.
7. 2,0 Kg de agua a 0°C debe cambiar a un estado solido, de Hielo. La misma masa de agua a 100°C debe ser cambiada a estado gaseoso.
Calor latente de fusion del agua= 3,34 x 105 J/KgCalor latente de vaporización del agua= 2,26 x106 J/Kg
a) calcular la cantidad de energia que se necesita remover del agua para congelarla
Q= mLQ=2.0Kg x 3.34 x 105
668000 J
6.7 x 105 Jb) calcular la cantidad de energia necesaria para evaporizar el agua
Q= mL
Q= 2.0Kg x 2.26 x106
4520000J
4.5E6 Jc) explicar la diferencia entre los valores calculados en a y b
Para vaporizar el agua se es necesaria más energía que para congelara por el hecho de que para congelara se requiere que enlaces se formen mientras que derretir el agua requiere el rompimiento de esos enlaces intermoleculares lo que requiere más energía.8. un contenedor tiene 20 gramos de neón y también 8 gramos de Helio. La masa molar del Neón es 20 gramos y la del helio es de 4 gramos
Calcular la razón del número de átomos de neón entre el número de átomos de helio.
Numero moles = 20g/20g =1 mol de neón
Numero de moles = 8g/4g= 2 mol de helio
1mol =#átomos/6.02 x1023
1mol x 6.02x 1023= 6.02x1023 átomos de neón
2 mol= #átomos / 6.02x1023
2mol x 6.02x1023 = 1.204x1024
6.02x1023/ 1.204x1024= 0.5 átomos.
9) una masa fija de un gas ideal es calentado a un volumen constante. Dibuja una grafica que muestre la variación con temperatura en Celsius t con presión p del gas
Imagen 1: Tercera ley de los gases
Obtenida de:
http://ocw.uc3m.es/ciencia-e-oin/quimica-de-los-materiales/Material-de-clase/imagenes/gases/gases7.gif
10) ¿Bajo qué condiciones la ecuación de estado para un gas ideal siendo PV=nRT, aplica para un gas real?
Los gases reales a presiones y temperaturas cercanas a las ambientales actuan como gases ideales.
La temperatura debe ser alta y presion baja.
11) a)
i) Explica la diferencia entre un gas ideal y un gas real
Los gases ideales cumplen con las leyes de los gases bajo todas las condiciones mientras que el gas real no las cumplen bajo todas las condiciones. Una de las características para que se cumplan estas leyes es tener presión baja y temperatura alta (Condiciones ambientales)
ii) explica porque la energía interna de un gas ideal solo se basa en energía cinética
La energía interna incluye tanto la energía cinética como la potencial asociadas con el movimiento molecular.
La energía interna en un gas ideal solo se basa la energía cinética debido a que la energía potencial se asocia con las fuerzas intermoleculares pero estas fuerzas no son presentes en los gases ideales. En contraste, las interacciones moleculares se basan en colisiones perfectamente elásticas entre las moléculas. Es por esto que la energía interna se basa únicamente en la energía cinética.
b) una masa fija de un gas ideal tiene un volumen de 870cm3 a una presión de 1.00 x 105 Pa y una temperatura de 20.0°C. El gas es calentado a una presión constante a una temperatura de 21.0°C
Calcular el cambio de volumen del gas.
V= 870 cm3P= 1,00 x 105 pasc
Ti= 20°C=293K
Tf=21°C= 294K
PiVi/Ti = PfVf/Tf
Vi/Ti = Vf/Tf
870cm3/293K = Vf/294K
(870 cm3/293K) x 294 =Vf
872.97 – 870= 2.97 cm3
12) a) la presión p de una masa fija de un gas ideal es directamente proporcional a la temperatura en Kelvin
i) Establecer la relación entre la presión P y el volumen V para un cambio con temperatura constante
ii) Establecer la relación entre el volumen V y la temperatura en Kelvin para un cambio con presión constante
b) un gas ideal se contiene en un cilindro con un pistón movible. La presión del gas es P, el volumen V y su temperatura en Kelvin es T
su presión, volumen y temperatura cambian a P2, V2 y T2 respectivamente.
Establecer la relación entre
a) P1, P2, T1 Y T’
b) V1,V2,T’ Y T2
c) Usa la respuesta de la b para deducir que para un gas ideal
PV=KT donde K es una constante.